知識清單05 酶和ATP（4大考點(diǎn)+6個易錯點(diǎn)）高考生物一輪復(fù)習(xí)知識清單

知識清單05酶和ATP內(nèi)容概覽知識導(dǎo)圖：感知全局，了解知識要點(diǎn)考點(diǎn)清單：4大考點(diǎn)總結(jié)，梳理必背知識、歸納重點(diǎn)易混易錯：6個錯混點(diǎn)梳理，高效查漏補(bǔ)缺真題賞析：感知真題、知識鏈接、知己知彼考點(diǎn)1酶的作用和本質(zhì)1．酶的基本概念教材拾遺：(1)酶的本質(zhì)：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。(2)酶的作用機(jī)理：酶是一種生物催化劑，其作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使細(xì)胞代謝在溫和的條件下快速有序地進(jìn)行。改變化學(xué)反應(yīng)的速率，但不能改變反應(yīng)方向和平衡點(diǎn)。反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。這也是酶與無機(jī)催化劑的共同點(diǎn)。如圖所示2．實(shí)驗(yàn)探究——比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)原理：FeCl3溶液中的Fe3+是一種無機(jī)催化劑，它可以使過氧化氫分解為H2O和O2，新鮮的肝臟中含有的過氧化氫酶具有相同的作用，但催化效率不同。(每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍)(2)實(shí)驗(yàn)過程示意圖(3)實(shí)驗(yàn)分析：1與2對照：加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。（為反應(yīng)提供能量）1與3對照：FeCl3在常溫下能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。（催化作用）1與4對照：過氧化氫酶在常溫下能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。（催化作用）3與4對照：過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶和無機(jī)催化劑一樣，都能催化化學(xué)反應(yīng)，并且酶的催化效率遠(yuǎn)高于無機(jī)催化的催化效率。（人教版必修1P78圖拓展）酶作為生物催化劑，與無機(jī)催化劑相比，在發(fā)揮作用過程中有哪些共同特點(diǎn)？酶除了具有催化功能外，可以調(diào)節(jié)生命活動嗎？共同點(diǎn)：①只能催化自然條件下能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)；②化學(xué)反應(yīng)前后酶的數(shù)量和性質(zhì)均不變；③加快化學(xué)反應(yīng)的速率（降低化學(xué)反應(yīng)的活化能），縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時間，但不能改變化學(xué)反應(yīng)的方向和化學(xué)平衡；考點(diǎn)2酶的特性1．酶的特性(1)酶具有高效性：酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107～1013倍，說明酶的催化作用具有高效性。酶的高效性保證了生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)能快速、順利地進(jìn)行。(2)酶具有專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，這說明酶的催化作用具有專一性。酶的專一性能使細(xì)胞代謝高度有序地進(jìn)行。(3)酶的作用條件較溫和：酶的催化作用需要適宜的溫度和pH，每一種酶均有其最適溫度和最適pH溫度過低會抑制酶的活性，溫度過高、過酸或過堿都可能會使酶因結(jié)構(gòu)被破壞而失去活性。2．淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用(驗(yàn)證酶的專一性)(1)設(shè)計思路：驗(yàn)證酶專一性的方法也是“對比法”，常見的有兩種方案，底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。項(xiàng)目方案一實(shí)驗(yàn)組對照組材料底物相同(等量)試劑與底物相對應(yīng)的酶另外一種酶現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性項(xiàng)目方案二實(shí)驗(yàn)組對照組材料與酶相對應(yīng)的底物另外一種底物試劑同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性3．用α-淀粉酶探究溫度對酶活性的影響①實(shí)驗(yàn)原理：淀粉麥芽糖，淀粉+碘→藍(lán)色。；溫度影響淀粉酶的活性，從而影響淀粉的分解，滴加碘液后，根據(jù)藍(lán)色深淺來判斷淀粉分解狀況，進(jìn)而推斷出酶活性的變化。②實(shí)驗(yàn)步驟步驟加入試劑或處理方法試管A/aB/bC/c1可溶性淀粉溶液(A、B、C)2mL2mL2mL2新鮮淀粉酶溶液(a、b、c)1mL1mL1mL3保溫5min60℃100℃0℃注意說明本實(shí)驗(yàn)不能用碘液代替斐林試劑，因?yàn)闊o論蔗糖是否發(fā)生水解，都不能與碘液發(fā)生顏色反應(yīng)。注意說明在溫度對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，只能運(yùn)用碘液檢測底物，不能利用斐林試劑檢驗(yàn)產(chǎn)物的生成，因?yàn)槔渺沉衷噭z測時需水浴加熱4將a液加入到A試管，b液加入到B試管，c液加入到C試管中，搖勻5保溫5min60℃100℃0℃6滴入碘液，搖勻2滴2滴2滴7觀察現(xiàn)象并記錄不變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)結(jié)論溫度對酶的活性有影響，60℃時α-淀粉酶的活性較高4．用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響①實(shí)驗(yàn)原理：H2O2分解產(chǎn)生氧氣和水。過氧化氫酶可加快H2O2的分解，在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量氧氣。②實(shí)驗(yàn)步驟序號實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的過氧化氫溶液2mL2mL2mL4觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生5將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方燃燒劇烈燃燒較弱燃燒較弱到50～65℃，導(dǎo)致低溫下的實(shí)驗(yàn)組由于溫度變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。注意說明探究pH對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中一般不用淀粉溶液和淀粉酶溶液，因?yàn)樗嵝詶l件會促進(jìn)淀粉的水解考點(diǎn)3考點(diǎn)3與酶有關(guān)的曲線分析1．表示酶高效性的曲線(1)酶的高效性是和無機(jī)催化劑相比較來說的，在該曲線中只有a、b相比較才可說明酶催化的高效性，a、c曲線對比只能說明酶具有催化作用。(2)當(dāng)?shù)孜锪恳欢〞r，酶只能縮短達(dá)到反應(yīng)平衡所需的時間，不改變產(chǎn)物的最大生成量。2．表示酶專一性的圖像和曲線(1)在底物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時明顯加快，說明酶A能催化底物的反應(yīng)。(2)在底物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時相同，說明酶B不能催化底物的反應(yīng)。3．影響酶促反應(yīng)速率的曲線分析溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響①在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。②過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞。③從丙圖可以看出：縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢；圖示pH=7時，反應(yīng)物剩余量最少，應(yīng)為最適pH；反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。4．酶、反應(yīng)物和生成物三者的濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系曲線(1)圖甲：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比(2)圖乙：在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應(yīng)率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(3)圖丙：在其他條件適宜的情況下，生成物濃度較低時，酶促反應(yīng)速率隨反應(yīng)的進(jìn)行能長時間保持不變；在生成物濃度較高時，酶促反應(yīng)速率明顯下降。教材拾遺過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。低溫下酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此，酶制劑適宜在低溫下保存。考點(diǎn)4ATP的結(jié)構(gòu)與作用考點(diǎn)4ATP的結(jié)構(gòu)與作用1．ATP的結(jié)構(gòu)(1)中文名稱：三磷酸腺苷。(2)ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P，其中A代表腺苷(腺嘌呤+核糖)，P代表磷酸基團(tuán)(3個)，～代表高能磷酸鍵(2個)，—代表普通磷酸鍵(1個)。1個ATP分子中含有1個腺苷，3個磷酸基團(tuán)，2個高能磷酸鍵。2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化3．ATP的作用：ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”。(1)ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動。(2)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與ATP的關(guān)系：教材拾遺：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是一個可逆反應(yīng)。人體內(nèi)ATP的含量很少，但是轉(zhuǎn)化快，。易錯點(diǎn)1明辨酶的八個易錯點(diǎn)項(xiàng)目正確說法錯誤說法產(chǎn)生場所活細(xì)胞（不考慮哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等）具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)有機(jī)物（大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA）蛋白質(zhì)作用場所可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活低溫和高溫均使酶變性失活作用酶只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能來源生物體內(nèi)合成有的可來源于食物等合成原料氨基酸、核糖核苷酸只有氨基酸合成場所核糖體、細(xì)胞核等只有核糖體易錯點(diǎn)2酶和激素的比較“一同三不同”項(xiàng)目酶激素來源及作用場所活細(xì)胞產(chǎn)生；細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外發(fā)揮作用專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細(xì)胞產(chǎn)生；一般細(xì)胞外發(fā)揮作用化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA催化作用固醇類、多肽、蛋白質(zhì)、氨基酸衍生物、脂質(zhì)生物功能催化作用調(diào)節(jié)作用共性在生物體內(nèi)均屬高效能物質(zhì)，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少易錯點(diǎn)3ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的唯一的直接能源物質(zhì)ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)，但不是唯一的直接能源物質(zhì)；細(xì)胞內(nèi)直接能源物質(zhì)除ATP外，還有UTP、CTP、GTP。易錯點(diǎn)4ATP≠能量ATP是一種高能磷酸化合物，是一種與能量有關(guān)的物質(zhì)，不能將二者等同起來。易錯點(diǎn)5明辨不同化合物中”A”的含義化合物結(jié)構(gòu)簡式“A”含義共同點(diǎn)ATP腺苷（由腺嘌呤和核糖組成）所有“A”的共同點(diǎn)是都含有腺嘌呤DNA腺嘌呤脫氧核苷酸RNA腺嘌呤核糖核苷酸核苷酸腺嘌呤易錯點(diǎn)6ATP產(chǎn)生與O2間關(guān)系的模型構(gòu)建與解讀1．(2024·浙江·高考真題)紅豆杉細(xì)胞內(nèi)的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，進(jìn)而促進(jìn)紫杉醇的合成。低溫條件下提取PAL酶液，測定PAL的活性，測定過程如下表。下列敘述錯誤的是(

)A．低溫提取以避免PAL失活 B．30℃水浴1小時使苯丙氨酸完全消耗C．④加H2O補(bǔ)齊反應(yīng)體系體積 D．⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應(yīng)[答案]B．[解析]A、溫度過高，酶失活，因此本實(shí)驗(yàn)采用低溫提取，以避免PAL失活，A正確；B、因?yàn)樵嚬?在②中加入了HCl，酶已經(jīng)變性失活，故不會消耗底物苯丙氨酸，B錯誤；C、④加H2O，補(bǔ)齊了②試管1沒有加入的液體的體積，即補(bǔ)齊反應(yīng)體系體積，保存無關(guān)變量相同，C正確；D、pH過低或過高酶均會失活，⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應(yīng)，D正確。故選B。知識鏈接：影響酶活性的因素主要是溫度和pH，在最適溫度(pH)前，隨著溫度(pH)的升高，酶活性增強(qiáng)；到達(dá)最適溫度(pH)時，酶活性最強(qiáng)；超過最適溫度(pH)后，隨著溫度(pH)的升高，酶活性降低．另外低溫酶不會變性失活，但高溫、pH過高或過低都會使酶變性失活。2．(2023·浙江·高考真題)為探究酶的催化效率，某同學(xué)采用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分組、處理及結(jié)果如下表所示下列敘述錯誤的是(

)組別甲中溶液(2mL)乙中溶液(2mL)不同時間測定的相對壓強(qiáng)(kpa)0s50s100s150s200s250sI肝臟研磨液H2O2溶液09.09.69.810.010.0IIFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9III蒸餾水H2O2溶液00000.10.1A．H2O2分解生成O2導(dǎo)致壓強(qiáng)改變B．從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時C．250s時I組和III組反應(yīng)已結(jié)束而II組仍在進(jìn)行D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明酶的催化作用具有高效性[答案]C．[解析]A、H2O2分解產(chǎn)物是H2O和O2，其中O2屬于氣體，會導(dǎo)致壓強(qiáng)改變，A正確；B、據(jù)表分析可知，甲中溶液酶或無機(jī)催化劑等，乙中是底物，應(yīng)從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時，B正確；C、三組中的H2O2溶液均為2ml，則最終產(chǎn)生的相對壓強(qiáng)應(yīng)相同，據(jù)表可知，250s時I組反應(yīng)已結(jié)束，但I(xiàn)I組和III組壓強(qiáng)仍未達(dá)到I組的終止壓強(qiáng)10.0，故250s時Ⅱ組和Ⅲ組反應(yīng)仍在進(jìn)行，C錯誤；D、酶的高效性是指與無機(jī)催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著，對比I、II組可知，在相同時間內(nèi)I組(含過氧化氫酶)相對壓強(qiáng)變化更快，說明酶的催化作用具有高效性，D正確。故選C。知識鏈接：酶促反應(yīng)的原理：酶能降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。3．(2022·重慶·高考真題)植物蛋白酶M和L能使肉類蛋白質(zhì)部分水解，可用于制作肉類嫩化劑。某實(shí)驗(yàn)小組測定并計算了兩種酶在37℃、不同pH下的相對活性，結(jié)果見如表。下列敘述最合理的是(

)pH酶相對活性357911M0.71.01.01.00.6L0.51.00.50.20.1A．在37℃時，兩種酶的最適pH均為3B．在37℃長時間放置后，兩種酶的活性不變C．從37℃上升至95℃，兩種酶在pH為5時仍有較高活性D．在37℃、pH為3~11時，M更適于制作肉類嫩化劑[答案]D．[解析]A、根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，在37°C時，M的適宜pH為5~9，而L的適宜pH為5左右，A錯誤；B、酶適宜在低溫條件下保存，在37°C長時間放置后，兩種酶的活性會發(fā)生改變，B錯誤；C、酶發(fā)揮作用需要適宜的溫度，高溫會導(dǎo)致酶變性失活，因此從37°C上升至95°C，兩種酶在pH為5時都已經(jīng)失活，C錯誤；D、在37°C、pH為3~11時，M比L的相對活性高，因此M更適于制作肉類嫩化劑，D正確。故選D。知識鏈接：不同的酶最適pH不同，相同的酶在不同pH環(huán)境里，活性不同。4．(2022·浙江·高考真題)下列關(guān)于研究淀粉酶的催化作用及特性實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(

)A．低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成，導(dǎo)致酶變性失活B．稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力，是因?yàn)槊傅淖饔镁吒咝訡．淀粉酶在一定pH范圍內(nèi)起作用，酶活性隨pH升高而不斷升高D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會加快淀粉的水解速率[答案]B．[解析]A、低溫可以抑制酶的活性，不會改變淀粉酶的氨基酸組成，也不會導(dǎo)致酶變性失活，A錯誤；B、酶具有高效性，故稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力，B正確；C、酶活性的發(fā)揮需要適宜條件，在一定pH范圍內(nèi)，隨著pH升高，酶活性升高，超過最適pH后，隨pH增加，酶活性降低甚至失活，C錯誤；D、淀粉酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會將淀粉酶水解，則淀粉的水解速率會變慢，D錯誤。故選B。知識鏈接：大部分酶是蛋白質(zhì)，少部分酶的本質(zhì)是RNA，蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，RNA的基本單位是核糖核苷酸。5．(2022·廣東·高考真題)某同學(xué)對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結(jié)果見下表。下列分析錯誤的是(

)組別pHCaCl2溫度(℃)降解率(%)①9+9038②9+7088③9-700④7+7058⑤5+4030注：+/-分別表示有/無添加，反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白A．該酶的催化活性依賴于CaCl2B．結(jié)合①、②組的相關(guān)變量分析，自變量為溫度C．該酶催化反應(yīng)的最適溫度70℃，最適pH9D．尚需補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)才能確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物[答案]C．[解析]A、分析②③組可知，沒有添加CaCl2，降解率為0，說明該酶的催化活性依賴于CaCl2，A正確；B、分析①②變量可知，pH均為9，都添加了CaCl2，溫度分別為90℃、70℃，故自變量為溫度，B正確；C、②組酶的活性最高，此時pH為9，溫度為70℃，但由于溫度梯度、pH梯度較大，不能說明最適溫度為70℃，最適pH為9，C錯誤；D、該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白，要確定該酶能否水解其他反應(yīng)物還需補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，D正確。故選C。知識鏈接：降解率越高說明酶活性越高，此時的條件為酶的最適條件。6．(2022·全國·高考真題)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成，可催化底物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應(yīng)所需的條件。某同學(xué)進(jìn)行了下列5組實(shí)驗(yàn)(表中“+”表示有，“－”表示無)。實(shí)驗(yàn)組①②③④⑤底物+++++RNA組分++－+－蛋白質(zhì)組分+－+－+低濃度Mg2++++－－高濃度Mg2+－－－++產(chǎn)物+－－+－根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的結(jié)論是()A．酶P必須在高濃度Mg2+條件下才具有催化活性B．蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2+濃度升高而升高C．在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性D．在高濃度Mg2+條件下蛋白質(zhì)組分具有催化活性[答案]C．[解析]A、第①組中，酶P在低濃度Mg2+條件，有產(chǎn)物生成，說明酶P在該條件下具有催化活性，A錯誤；BD、第③組和第⑤組對照，無關(guān)變量是底物和蛋白質(zhì)組分，自變量是Mg2+濃度，無論是高濃度Mg2+條件下還是低濃度Mg2+條件下，兩組均沒有產(chǎn)物生成，說明蛋白質(zhì)組分無催化活性，BD錯誤；C、第②組和第④組對照，無關(guān)變量是底物和RNA組分，自變量是Mg2+濃度，第④組在高濃度Mg2+條件下有產(chǎn)物生成，第②組在低濃度Mg2+條件下，沒有產(chǎn)物生成，說明在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性，C正確。故選C。知識鏈接：許多酶只有當(dāng)某一種適當(dāng)?shù)募せ顒┐嬖跁r，才能表現(xiàn)出催化活性或讓催化活性被提升至正常水平、需求水平。7．(2022·浙江·高考真題)下列關(guān)于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是(

)A．由1個脫氧核糖、1個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)組成B．分子中與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵稱為高能磷酸鍵C．在水解酶的作用下不斷地合成和水解D．是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶[答案]D．[解析]A、1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基團(tuán)組成，A錯誤；B、ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡寫成A—P～P～P，磷酸基團(tuán)與磷酸基團(tuán)相